Thermodynamic Study on the Protonation Reactions of Glyphosate in Aqueous Solution: Potentiometry, Calorimetry and NMR spectroscopy.
J Phys Chem B · 2016 · 120:2132-7 · PMID 26862689 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 물질과 작용기전 > 화학·물성
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글리포세이트[N-(phosphonomethyl)glycine]는 고유한 특성으로 인해 이상적인 제초제로 기술되어 왔다. 글리포세이트의 양성자화 과정에 관여하는 구조와 배향(conformation)에 대해서는 일부 상충되는 정보가 존재한다. 양성자화는 글리포세이트의 화학적 및 물리적 특성에 영향을 미쳐 그 구조와 관련된 화학 과정을 변형시킬 수 있다. pH 변화와 연관된 용액 내 종을 더 잘 이해하기 위해, 글리포세이트의 양성자화 경로에 대한 열역학적 연구(전위차 측정법, 열량계 및 NMR 분광법)가 수행되었다. 실험 결과는 완전히 탈양성자화된 글리포세이트의 연속적인 양성자화 자리 순서가 인산염기 산소, 아미노 질소, 그리고 최종적으로 카르복실레이트 산소임을 확인하였다. 이 경향은 해당 주제에 대한 문헌상의 가장 최근 이론적 연구 결과와 일치한다(J. Phys. Chem. A 2015, 119, 5241-5249). 이 결과는 pH 범위 7-8에서 글리포세이트의 양성자화 자리가 아미노기가 아닌 인산염기 그룹에 위치함을 확인한다는 점에서 중요하다. 이 수정된 정보는 글리포세이트의 화학적 및 생화학적 작용에 대한 이해를 향상시킬 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] has been described as the ideal herbicide because of its unique properties. There is some conflicting information concerning the structures and conformations involved in the protonation process of glyphosate. Protonation may influence the chemical and physical properties of glyphosate, modifying its structure and the chemical processes in which it is involved. To better understand the species in solution associated with changes in pH, thermodynamic study (potentiometry, calorimetry and NMR spectroscopy) about the protonation pathway of glyphosate is performed. Experimental results confirmed that the order of successive protonation sites of totally deprotonated glyphosate is phosphonate oxygen, amino nitrogen, and finally carboxylate oxygen. This trend is in agreement with the most recent theoretical work in the literature on the subject (J. Phys. Chem. A 2015, 119, 5241-5249). The result is important because it confirms that the protonated site of glyphosate in pH range 7-8, is not on the amino but on the phosphonate group instead. This corrected information can improve the understanding of the glyphosate chemical and biochemical action.| 저자 | Liu, B.; Dong, L.; Yu, Q.; Li, X.; Wu, F.; Tan, Z.; Luo, S. |
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| 저널 | The journal of physical chemistry. B |
| 권·호·쪽 | 120(9), 2132-7 |
| PMID | 26862689 |
| DOI | 10.1021/acs.jpcb.5b11550 |
| MeSH | Calorimetry; Glycine; Herbicides; Magnetic Resonance Spectroscopy; Potentiometry; Protons; Solutions; Thermodynamics; Water; Glyphosate |